本文關(guān)鍵詞：直接乙醇燃料電池低鉑三組元催化劑的制備及其催化性能的研究

  更多相關(guān)文章： 直接乙醇燃料電池 陽極電催化劑 乙醇氧化反應(yīng) 二氧化鋯 五氧化二釩 二氧化鈰

【摘要】：直接乙醇燃料電池以原料來源廣,毒性低和能量密度高等優(yōu)點受到關(guān)注。催化劑作為燃料電池的關(guān)鍵組成之一,對催化乙醇氧化乃至直接乙醇燃料電池的商業(yè)化起到十分重要的作用�，F(xiàn)階段,仍以鉑基催化劑為主要研究對象,由于鉑的價格高,容易中毒等缺點,使燃料電池遲遲難以商業(yè)化。因此,降低鉑的載量,同時還需提高催化劑的性能成為新型催化劑的研究重點。本論文以此為目標(biāo),制備了PtSn-ZrO2/GN, PtSn-V2O5/GN和PtNi-CeO2/GN電催化劑。利用XRD, HRTEM, XPS等物理表征和循環(huán)伏安測試,計時電流分析法等電化學(xué)表征方法對以上三種催化劑進(jìn)行分析。具體內(nèi)容如下：(1) PtSn-ZrO2/GN多元催化劑的制備及其催化性能的研究運(yùn)用兩步法,先將ZrO2負(fù)載到石墨烯上并高溫煅燒得到ZrO2/GN,之后乙二醇同時作為還原劑和溶劑,將Pt和Sn的前驅(qū)體以及ZrO2/GN一起經(jīng)過還原反應(yīng),得到PtSn-ZrO2/GN催化劑。對ZrO2的含量和Pt:Sn的摩爾比進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)nPt:nsn:nzrO2=0.122:0.081:1時,即電催化劑Pt0.122Sn0.081-ZrO2/GN的起始電位最低,為0.14V,峰電流密度最大,優(yōu)于其相應(yīng)的一、二元催化劑。(2) PtSn-V2O5/GN多元催化劑的制備及其催化性能的研究運(yùn)用兩步還原法制備電催化劑,首先利用還原法制備V205/石墨烯,然后將不同摩爾比的Pt:Sn還原負(fù)載到石墨烯上。篩選出Pt:Sn最佳摩爾比為3：1,當(dāng)np,:nsn:nv2O5=1.29:0.43:1時,Pt1.29Sn0.43-V2O5/GN電催化劑對乙醇氧化的起始電位最低,且穩(wěn)定性最好,催化性能相對其一、二元催化劑有了提高。(3) PtNi-CeO2/GN多元催化劑的制備及其催化性能的研究CeO2/GN通過水熱法合成,之后利用還原法制備得到PtNi-CeO2/GN電催化劑,篩選出Pt和Ni的最佳摩爾比為2：1,以及當(dāng)np,:nNn:nceO2=2.74:1.37:1時,即Pt2.74Ni1.37-CeO2/GN電催化劑的電催化性能最高。通過HRTEM觀察到該催化劑顆粒均勻分散在載體上,CV、LSV等電化學(xué)測試進(jìn)一步證明該摩爾比例的催化劑具有最優(yōu)的抗中毒能力和穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：直接乙醇燃料電池 陽極電催化劑 乙醇氧化反應(yīng) 二氧化鋯 五氧化二釩 二氧化鈰
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TM911.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-23
• 引言13
• 1.1 燃料電池概述13-14
• 1.2 直接乙醇燃料電池(DEFC)14-15
• 1.2.1 直接乙醇燃料電池的工作原理14-15
• 1.2.2 直接乙醇燃料電池的存在的問題15
• 1.3 直接乙醇燃料電池的陽極電催化劑15-21
• 1.3.1 單組元Pt催化劑15-16
• 1.3.2 二組元Pt基催化劑16-17
• 1.3.3 多組元含Pt催化劑17-19
• 1.3.4 非Pt燃料電池催化劑19-20
• 1.3.5 直接乙醇燃料電池催化劑載體的研究現(xiàn)狀20
• 1.3.6 陰極催化劑的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 本課題的選題意義及主要內(nèi)容21-23
• 第二章 實驗部分23-27
• 2.1 實驗藥品23
• 2.2 實驗儀器23-24
• 2.3 表征方法24-27
• 2.3.1 物理表征方法24-25
• 2.3.2 電化學(xué)性能表征方法25-27
• 第三章 PtSn-ZrO_2/GN多元催化劑的制備及其電催化性能的研究27-41
• 3.1 引言27-28
• 3.2 制備方法28-29
• 3.2.1 氧化石墨(GO)的制備28
• 3.2.2 ZrO_2/GN的制備28
• 3.2.3 PtSn-ZrO_2/GN電催化劑的制備28-29
• 3.3 結(jié)果與討論29-40
• 3.3.1 紅外表征及分析29-30
• 3.3.2 XRD表征及分析30-32
• 3.3.3 TEM表征及分析32-33
• 3.3.4 XPS表征及分析33-35
• 3.3.5 循環(huán)伏安(CV)掃描測試35-37
• 3.3.6 線性伏安(LSV)掃描測試及分析37-39
• 3.3.7 i-t測試39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 PtSn-V_2O_5/GN多元催化劑的制備及其催化性能的研究41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 制備方法41-42
• 4.2.1 GO的制備41
• 4.2.2 V_2O_5/GN的制備41-42
• 4.2.3 PtSn-V_2O_5/GN電催化劑的制備42
• 4.3 結(jié)果與討論42-51
• 4.3.1 XRD表征及分析42-43
• 4.3.2 TEM表征及分析43-44
• 4.3.3 XPS表征及分析44-46
• 4.3.4 循環(huán)伏安(CV)掃描測試46-48
• 4.3.5 線性伏安(LSV)掃描測試及分析48-50
• 4.3.6 i-t測試50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 PtNi-CeO_2/GN多元催化劑的制備及其催化性能的研究53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 制備方法53-54
• 5.2.0 GO的制備53
• 5.2.1 CeO_2/GN的制備53-54
• 5.2.2 PtNi-CeO_2/GN電催化劑的制備54
• 5.3 結(jié)果與討論54-64
• 5.3.1 XRD表征及分析54-56
• 5.3.2 TEM表征及分析56-57
• 5.3.3 XPS表征及分析57-59
• 5.3.4 循環(huán)伏安(CV)掃描測試59-61
• 5.3.5 線性伏安(LSV)掃描測試及分析61-63
• 5.3.6 i-t測試63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65
• 6.2 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-74
• 致謝74-75
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75-77
• 作者及導(dǎo)師簡介77-78
• 附件78-79

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王琪;陸興;辛勤;孫公權(quán);;多元醇法合成的Pt_(2.6)Sn_1Ru_(0.4)/C用作直接乙醇燃料電池高性能陽極催化劑(英文)[J];催化學(xué)報;2014年08期

2 饒路;張斌偉;李艷艷;姜艷霞;孫世剛;;Sn/Pt納米立方體對乙醇電催化氧化的原位FTIR光譜研究[J];電化學(xué);2014年05期

3 宋秉燁;李印實;楊衛(wèi)衛(wèi);何雅玲;;自呼吸式堿性直接葡萄糖燃料電池研究[J];工程熱物理學(xué)報;2015年03期

4 王旭紅;殷仕龍;馬冠云;阮世棟;紀(jì)網(wǎng)金;;不同pH值對直接乙醇燃料電池Pt-SnO_2/C電催化性能的影響[J];材料導(dǎo)報;2015年14期

5 王旭紅;紀(jì)網(wǎng)金;阮世棟;曹晨;陳夢s，

本文編號：749246